Ex vivo Культивирование потока эксплантов плаценты - имитация динамических условий в утробе матери
8 сентября 2023 г.
Вот протокол культивирования плацентарных эксплантов в условиях постоянного потока. Этот подход улучшает традиционные статические системы культивирования ворсинок, позволяя воспроизводить динамические физиологические среды.
Мы пытаемся выяснить, почему у некоторых беременных женщин развивается преэклампсия, а у других нет. Этот специфический для беременности синдром вызывает гипертонию и протеинурию матери и может привести к смерти матери и ребенка. С помощью наших трансляционных исследований мы надеемся выявить плацентарные причины, приводящие к материнским симптомам.
В последнее время для выявления различий между здоровой и преэкламптической плацентами используются подходы секвенирования одноклеточной РНК. Теперь пришло время связать эти данные с исходными тканями. Вот почему мы используем пространственную гистологию и секвенирование институтов для выявления изменений на уровне отдельных клеток.
Индивидуальная сложность геометрической структуры плаценты представляет собой проблему определения точной скорости потока и напряжения сдвига для данной плацентарной ворсинки. С помощью этой проточной системы культивирования можно рассмотреть и исследовать значение силы сдвига для биологических функций тканей плаценты.
Обзор
В данной статье представлен протокол культивирования эксплантатов плаценты в условиях постоянного потока, что является усовершенствованием традиционных систем статического культивирования. Метод направлен на воспроизведение динамических физиологических условий для более качественного анализа тканей плаценты.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Биология
- Репродуктивное здоровье
Теоретические основы
- Преэклампсия — это специфический для беременности синдром, влияющий на здоровье матери.
- Понимание плацентарных причин преэклампсии имеет решающее значение для благополучия матери и плода.
- Секвенирование РНК единичных клеток выявило различия между здоровыми плацентами и плацентами при преэклампсии.
- Связывание транскриптомных данных с анализом тканей необходимо для комплексного понимания процесса.
Цель исследования
- Выявление плацентарных причин симптомов преэклампсии.
- Исследование влияния силы сдвига на функции тканей плаценты.
- Использование систем потокового культивирования для более точного анализа целостности тканей.
Используемые методы
- Иссеченные образцы плаценты культивировали в потоковой системе.
- Для оценки структуры ткани проводили иммуногистохимическое окрашивание.
- Для оценки целостности ткани использовали окрашивание гематоксилином и эозином.
- Условия потокового культивирования сравнивали с условиями статического культивирования в динамике.
Основные результаты
- Эксплантаты, выращенные в условиях потока, сохраняли морфологическую целостность лучше, чем в статических культурах.
- В статических культурах со временем наблюдалась деградация структуры цитоскелета.
- В свежих тканях и тканях, выращенных в условиях потока, наблюдалась отчетливая организация эндотелиальных клеток.
- В культурах с потоком через 48 часов происходило частичное отслоение фрагментов syncytiotrophoblast.
Выводы
- Системы перфузионного культивирования эффективны для поддержания целостности плацентарной ткани.
- Напряжение сдвига играет значительную роль в функционировании плацентарной ткани.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения значения данных результатов для изучения преэклампсии.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Динамическое культивирование эксплантатов плаценты ex vivo в потоке позволяет восполнить критический пробел в моделировании физиологической среды материнско-плодческого интерфейса, обеспечивая получение более прогностически точных и трансляционно значимых результатов исследований тканей. Эта система повышает достоверность доклинических моделей биологии плаценты, способствуя механистическому снижению рисков и валидации мишеней в исследованиях здоровья матери и плода. Улучшенное сохранение морфологии тканей в условиях потока повышает достоверность последующего анализа биомаркеров и сигнальных путей, имеющих значение при таких осложнениях беременности, как преэклампсия.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать реакции тканей плаценты в условиях физиологически релевантного напряжения сдвига.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней, вовлеченных в патогенез заболеваний системы «мать-плод».
- Способствует механистическому снижению рисков путем установления связи между транскриптомными данными и фенотипами на уровне тканей.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает воспроизводимую платформу для количественной оценки целостности тканей и клеточной организации.
- Повышает стандартизацию анализа за счет поддержания постоянных условий подачи кислорода и потока во всех эксплантатах.
- Позволяет проводить надежную оценку потенциальных методов терапии в динамической системе, моделирующей патологический процесс.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет результаты ex vivo с биологией плаценты in vivo для поиска трансляционных биомаркеров.
- Обеспечивает преемственность от этапа поиска до доклинической валидации в рамках разработки методов охраны здоровья матери и плода.
- Снижает биологическую неопределенность в доклинических моделях плацентарной дисфункции.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Данный метод культивирования в потоке служит связующим звеном между этапами первичного поиска и доклинических исследований, предоставляя физиологически релевантную платформу для проверки гипотез и валидации мишеней на уровне материнско-плацентарного интерфейса.
- Открывающая биология: позволяет исследовать влияние силы сдвига на функцию и целостность плацентарной ткани.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные показатели морфологии тканей и клеточной организации.
- Аналитика: поддерживает сравнительный анализ условий статики и потока с использованием данных иммуногистохимического и гистологического анализа.
- Трансляционные исследования: способствует согласованию результатов ex vivo с клиническими наблюдениями при преэклампсии и сопутствующих расстройствах.
- Корпоративное повторное использование: создает универсальную платформу для различных исследовательских инициатив в области здоровья матери и плода.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов в моделях плацентарной ткани и снижает неопределенность механизмов действия.
- Операционная ценность: улучшает воспроизводимость и стандартизацию рабочих процессов культивирования эксплантатов.
- Стратегическая ценность: оптимизирует процесс принятия решений при определении приоритетности мишеней и продвижении проектов в портфелях по охране здоровья матери и плода с учетом рисков.
- Влияние на портфель: поддерживает риск-ориентированное продвижение кандидатов, предоставляя надежные, физиологически релевантные данные.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области диссекции плацентарной ткани и методов эксвиво-культивирования.
- Необходим доступ к проточным камерам, перистальтическим насосам и инфраструктуре для контролируемой оксигенации.
- Требуется межкомандная стандартизация подготовки тканей и аналитических протоколов.
- Может потребоваться адаптация для различных плацентарных или материнско-плодных модельных систем.
- Ограничения включают сложность моделирования точных скоростей потока и напряжения сдвига in vivo.
